[发明专利]酸性蚀刻废液的再生回收方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及工业废水环保处理及金属铜回收领域，特别地，涉及一种酸性蚀刻废液的再生回收方法及系统。

背景技术

在印制电路、电子和金属精饰等工业中，酸性蚀刻有着广泛的应用，其主要有三氯化铁蚀刻液、硫酸/双氧水体系蚀刻液、酸性氯化铜蚀刻液三种类型，酸性氯化铜体系蚀刻液是现用最广泛的蚀刻液，其适用线路板的内层和正片法的外层蚀刻，随着高度精细化线路和高层数印制板产量的增加，印制板酸性蚀刻所产生的废液量将大大增加，因此增大了对周边环境的负荷，严重危害了操作人员的健康，研究和开发一种无任何废液排放循环再生利用的回收方法和装置，具有极好的经济效益和环境效益。

酸性蚀刻旧液的再生主要通过化学、电化学方法将其转变为合适比重、透明和高氧化还原电位的酸性溶液，以维持印制电路板的稳定、快速的蚀刻。其中化学再生是酸性氯化铜蚀刻液再生的主要方法，其原理是通过排放一定比例的蚀刻旧液（高比重），加入一定量的子液（低比重），或者在补加一定量的水，来调节蚀刻液的比重，同时子液中的氧化剂将H₂CuCl₃氧化为H₂CuCl₄，或者单独加入氧化剂，提高蚀刻液氧化还原电位，从而恢复蚀刻液的原有性能。常见的氧化剂有空气、氧气、氯气、臭氧、次氯酸钠、氯酸钠、双氧水等。但是总铜不断增加，最终需要对外排除一部分的酸性蚀刻液以维持一定的总铜浓度，不仅污染环境，还会造成大量铜和酸的浪费；电化学再生，是一种在线的再生方法，不但使蚀刻液恢复原有的蚀刻效能，而且同时产出具有商业价值的金属铜，是目前再生回收酸性蚀刻液的主要方法。

目前，已公开的酸性蚀刻液电解再生方法主要有基于阳极氧化将蚀刻液中Cu⁺氧化成Cu²⁺的电解再生回收方法，或者通过阳极析氯产生的氧化剂促进蚀刻液的再生。

公开号为CN101748430A的专利文献公开了一种酸性蚀刻废液的铜回收系统及蚀刻液再生方法，该方法采用阳极室和阴极室构成的双室膜电解槽，以酸性蚀刻废液为阳极液，通过阳极氧化反应，将进入阳极室的酸性蚀刻废液再生，同时在阴极室内沉积铜粉。该装置需要配置固液分离装置，回收铜操作难度大，另外，当阳极液中Cu⁺数量减少时，会在阳极析出氯气，严重威胁到人员安全，增加了尾气处理的难度。

公开号为CN101768742A的专利文献公开了一种再生酸性蚀刻液和回收铜的方法和装置，电化学处理中的电解槽分为阳极室、中间室和阴极室，为了避免在阳极产生氯气，在阳极室盛放稀硫酸，在阴极室盛放硫酸铜溶液，酸性蚀刻废液直接进入中间室，通电后，在中间室的铜离子通过阳离子交换膜进入到阴极室，在阴极板上析出金属。该方法虽然很好解决了氯气的析出，但是在室与室间阳离子交换过程中，氢离子会优先铜离子迁移，因此并不能保证阴极室铜离子的平衡，同时这种结构会导致阴阳极之间极间距增大，增大电积电耗，复杂的结构也会增大设备的成本。

发明内容

本发明目的在于提供一种将酸性蚀刻废液再生回收的同时回收金属铜，且电解再生过程中不析出氯气，无废液排放的酸性蚀刻废液的再生回收方法及系统，以解决酸性蚀刻液循环再生的系统电解再生过程析出氯气危害环境，或者阴极室铜离子不平衡、阴阳极之间极间距增大从而增大电耗和成本的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种酸性蚀刻废液的再生回收方法，包括步骤：将酸性蚀刻废液导入由阳离子交换膜分隔阳极室和阴极室的电解槽的所述阴极室后，按照以下工艺参数实施电化学处理：

阴极室：铜离子和亚铜离子的总浓度为5g/L～80g/L，氢离子浓度为0.5mol/L～6mol/L；

阳极室：硫酸浓度为0.5mol/L～6mol/L。

作为上述方法的进一步改进：

所述电化学处理过程中，电流密度优选为50A/m²～1000A/m²，阴极室的电解温度优选为15℃～50℃。

所述电化学处理过程中，所述酸性蚀刻废液持续导入所述阴极室，并持续从阴极室将产生的再生液导出；同时向所述阳极室补充水至原液面高度。

作为同一个发明构思，本发明还提供一种酸性蚀刻废液的再生回收系统，用于将酸性蚀刻废液通过电化学方法再生为再生液，其包括由阳离子交换膜分隔的阳极室和阴极室组成的电解槽，所述酸性蚀刻废液循环导入所述阴极室。

作为上述系统的进一步改进：